[发明专利]涡旋压缩机的径向密封结构

说明书

技术领域

本发明涉及涡旋压缩机动涡旋齿的密封。

背景技术

目前，用以实现涡旋压缩机涡旋齿齿顶与涡旋盘槽底之间的径向密封的机构主要有三种：

(1)不带轴向调节机构的动静涡旋盘啮合机构，其动涡旋齿和静涡旋齿的齿顶表面都是光滑表面，在动静涡旋盘上没有任何调节机构，压缩机工作时，动涡旋盘上所受的轴向气体力会使动涡旋齿齿顶与静涡旋盘槽底间的轴向间隙Ca、静涡旋齿齿顶与动涡旋盘槽底间的轴向间隙Ca及动涡旋盘底板上表面与静涡旋盘下表面间的轴向间隙Cb增大，导致通过轴向间隙Ca的径向泄漏和通过轴向间隙Cb的泄漏增大，压缩机的多变效率降低。

(2)带背压腔的动静涡旋盘啮合机构，在动涡旋盘槽底开设有背压平衡孔，压缩腔中的气体可通过背压平衡孔窜到动涡旋盘背面的背压腔中，背压腔中的气体对动涡旋盘施加一个方向与动涡旋盘所受的轴向气体力方向相反的背压力，可使动涡旋盘底板上表面与静涡旋盘下表面间的轴向间隙Cb为零，但不能同时保证动涡旋齿齿顶与静涡旋盘槽底间的轴向间隙Ca以及静涡旋齿齿顶与动涡旋盘槽底间的轴向间隙Ca为零，通过轴向间隙Ca的径向泄漏仍然较大。另外，如果轴向推力太大，将导致动涡旋盘底板上表面与静涡旋盘下表面接触部位的摩擦功耗增大；如果轴向推力过小，则动涡旋盘底板上表面与静涡旋盘下表面间的轴向间隙Cb大于零，该处的泄漏得不到有效密封。

(3)动静涡旋齿的齿顶带密封条的动静涡旋盘啮合机构，是在动涡旋齿和静涡旋齿的齿顶嵌入用自润滑材料做成的密封条，作用于密封条底部的气体力使密封条沿轴向浮起并和涡旋盘槽底贴合，对泄漏气体起节流阻塞作用，从而实现径向密封。但磨损产生的琐屑进入镶嵌密封条的密封条槽内，会使密封条失去浮动能力，密封效果严重下降。另外，密封条的使用寿命短，造成压缩机检修频繁，使用不便。

发明内容

本发明的目的是减少涡旋压缩机相邻压缩腔间的径向泄漏，提高涡旋压缩机的多变效率。

本发明是涡旋压缩机的径向密封结构，分别在动涡旋齿和静涡旋齿的齿顶表面上，沿涡旋齿壁厚方向D距离涡旋齿内壁面in为距离e的位置处开始到沿与涡旋齿壁厚方向D相反方向离涡旋齿外壁面out为距离e的位置之间的齿顶表面上开设矩形槽，距离e和涡旋齿壁厚t之比的取值范围为：0.05≤e/t≤0.07，涡旋齿壁厚t的取值范围为：3.5mm≤t≤8.5mm。

本发明的有益之处在于，在动静涡旋齿齿顶表面不开设矩形槽的径向密封结构的轴向间隙与动静涡旋齿齿顶表面开设矩形槽的径向密封结构的轴向间隙相等的条件下，动静涡旋齿齿顶表面开设矩形槽的密封结构的径向泄漏量仅占动静涡旋齿齿顶表面不开设矩形槽的密封结构的径向泄漏量的46％，大大减小了涡旋压缩机的径向泄漏，提高了涡旋压缩机的多变效率。另外，对动静涡旋齿齿顶表面开设矩形槽的密封结构的轴向间隙Ca的要求可适当放松，从而在一定程度上降低了动静涡旋盘的加工及装配精度，可消除涡旋齿齿顶和涡旋盘槽底间的摩擦，更适用于无油润滑涡旋压缩机。

附图说明

图1为本发明的动静涡旋盘啮合的主视图，图2是图1中A-A向剖面图，图3是图2中B-B向剖面图，图4为图3中E向视图，图5为图4中沿C-C向的剖视图。

具体实施方式

图1为本发明的动静涡旋齿啮合主视图，图1中I部位为动涡旋盘底板上表面与静涡旋盘下表面的接触部位，动涡旋盘所受的背压力可使动涡旋盘底板上表面与静涡旋盘下表面间的轴向间隙Cb为零，但在保证轴向间隙Cb为零的条件下，不能同时保证动涡旋齿齿顶与静涡旋盘槽底之间的轴向间隙Ca以及静涡旋齿齿顶与动涡旋盘槽底之间的轴向间隙Ca为零。图2表示了动静涡旋齿啮合形成压缩腔的情况，工作时曲轴带动动涡旋盘绕静涡旋盘中心OO′做回转平动，动静涡旋齿间形成了数对空腔，对气体进行压缩。高压腔中的气体就会沿轴向间隙Ca向与高压腔相邻的低压腔泄漏。

如图3、图4所示，本发明的涡旋压缩机的径向密封结构，分别在动涡旋齿和静涡旋齿的齿顶表面上，沿涡旋齿壁厚方向D距离涡旋齿内壁面in为距离e的位置处开始到沿与涡旋齿壁厚方向D相反方向离涡旋齿外壁面out为距离e的位置之间的齿顶表面上开设矩形槽，距离e和涡旋齿壁厚t之比的取值范围为：0.05≤e/t≤0.07，涡旋齿壁厚t的取值范围为：3.5mm≤t≤8.5mm。